水稻抗虫相关基因OsHRG-7的功能解析

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植物在遭受植食性昆虫取食、产卵等为害时,会随即产生防御反应。有研究表明,转录因子OsERF3是水稻诱导抗虫反应中重要的早期应答基因,可通过调控防御信号通路相关基因的转录水平,影响茉莉酸(jasmonic acid,JA)及过氧化氢(H2O2)的合成并调控水稻对二化螟(Chilo suppressalis,rice striped stem borer,SSB)和褐飞虱(Nilaparvata lugens,rice brown planthopper,BPH)的抗性。我们在前期筛选到与OsERF3互作的一个蛋白OsHRG-7的基础上,利用转基因技术获得了沉默OsHRG-7的水稻突变体,并以此为研究对象,探究了OsHRG-7在水稻诱导抗虫反应中的作用。将该基因序列在NCBI上比对,结果显示该基因存在于水稻基因组的第11号染色体上,编码一种未知蛋白。OsHRG-7转录水平受机械损伤显著诱导,二化螟及褐飞虱产卵雌成虫为害后,该基因转录水平也呈现出明显上调,但水杨酸处理不能诱导OsHRG-7基因转录水平的上调;与野生型水稻(wild type,WT)相比,OsHRG-7沉默突变体株重明显增加。生测结果表明沉默OsHRG-7尽管在早期(<8h)会提高褐飞虱的取食嗜好性,但在后期会显著降低取食嗜好性;同时,会降低褐飞虱的产卵嗜好性和卵孵化率。此外,沉默OsHRG-7会导致SSB幼虫体重下降。化学分析显示,与正常水稻相比,沉默OsHRG-7不明显影响水稻中褐飞虱为害诱导的茉莉酸、茉莉酸异亮氨酸、水杨酸、乙烯以及过氧化氢的积累。综上所述,OsHRG-7基因是水稻诱导抗虫反应中的一个应答基因,在调控水稻对褐飞虱和二化螟的抗性中具有一定作用,其作用机理有待进一步深入研究。
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